MOSFET y JFET: funcionamiento, tipos y aplicaciones

Un MOSFET es un dispositivo semiconductor utilizado para la conmutación y amplificación de señales. El nombre completo, Transistor de Efecto de Campo de Metal-Óxido-Semiconductor (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET) se debe a la constitución del propio transistor.

Existen 2 tipos de transistores, los NPN y los PNP, que cuentan con 3 terminales: la base, el colector y el emisor. Los MOSFET también poseen 3 terminales: Gate (compuerta), Drain (drenaje) y Source (fuente). A su vez, se subdividen en 2 tipos: los MOSFET canal N y los canal P.

Estos dispositivos se utilizan en la conmutación de cargas de alta velocidad, dado su tiempo de respuesta mínimo. Se utilizan para el control digital de cargas de mayor corriente y mayor voltaje que los valores nominales que puede soportar un microcontrolador. Son muy buenos en la amplificación de señales analógicas, especialmente en aplicaciones de audio.

JFET: Características y Funcionamiento

El JFET es un dispositivo de tres terminales: compuerta (G), drenaje (D) y fuente (S). La parte principal de un transistor JFET está formada por el semiconductor que se conecta a las terminales de fuente y drenaje. Los materiales restantes están conectados entre sí directamente a la compuerta. Nótese que en la unión tenemos una región de empobrecimiento. La polarización del JFET está en función de la diferencia de potencial entre los semiconductores. Esto incrementa la región de agotamiento y regula la cantidad de corriente que circula en el canal drenaje-fuente. Una vez que la diferencia de potencial genere una región de agotamiento suficientemente grande, se tiene la condición de estrangulamiento.

MOSFET de Empobrecimiento y Enriquecimiento

El MOSFET de empobrecimiento se forma a partir de una base de semiconductor, el cual se le conoce como el sustrato. Se tienen dos regiones del mismo tipo de semiconductor, con una tercera región del mismo tipo que funge como canal de conexión; estas tres regiones en sus extremos se conectan a drenaje y a fuente. El sustrato se conecta a una cuarta terminal (SS). La terminal de compuerta está conectada directamente al material dieléctrico, usualmente óxido de silicio, mediante una placa metálica.

Considerando de manera particular el primer caso como un transistor canal N, el sustrato es de semiconductor tipo P y se conecta de manera interna a la terminal de la fuente. La fuente y el drenaje están conectadas a un material tipo N mediante un contacto metálico; sin embargo, en este caso no tenemos un canal que conecte estas terminales. La compuerta sigue conectada a una placa metálica, separada del material del sustrato por un óxido de silicio, con propiedades dieléctricas.